一种油井自动计量装置的制作方法

1.本实用涉及油井产量计量技术领域，特别是一种油井自动计量装置。


背景技术：

2.通过油井产量进行准确、及时的计量，对掌握油藏状况、制定生产方案、分析储油层的变化具有重要参考作用，是油田生产管理中不可忽视的部分。
3.目前，目前油井计量的方式多种多样，油井单井计量的方法也分为很多种类，但均存在相应的缺陷。下面对几种不同油田、通常的计量方式进行介绍。
4.对于常规油田而言，通常采用手动计量（即分离器计量），原理为：通过油井介质进入分离器的液位高度差及时间进行液量的计量，含水的计量则通过人工采样的方式进行计量。但是缺点是：在含水计量时，人工采样导致工作强度大，并且不智能。
5.对于单井而言，目前各大油田广泛采用示功图法进行自动计量。但缺点是，通常但该计量方法只能定性的确定该油井的产量，无法精确的计量该井的液量、气量、含水等实际产量等参数。而采用其他计量方法，如称重法等也存在一定缺陷，如无法计量气量、含水等参数。
6.现在出现了一种较为全面的计量装置，称为三相流量计，通过该装置能够较准确、较自动化地计量油井的液量、气量、含水等油井的产量参数。唯一的缺点是，造价高，无法实现每口油井的在线计量，推广较为困难。
7.基于此，本公司在三相流量计的基础上进行改进，设计出一种油井自动计量装置，简化计量方式，降低制造成本，同时能够直观的计量监测油井的液量、气量、温度、压力等参数，并通过rtu系统将计算数据进行远传。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种油井自动计量装置，其具有简化结构、降低成本，通过简单的共用管线实现液体流量计量管线、气体流量计量管线、含水计量管线三种不同姿态的切换，故障率低。
9.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种油井自动计量装置，包括：
10.分离器m、分离器n；
11.计量进口管线，其通过三通电磁阀a分别连通在分离器m的上部、分离器n的上部、计量进口管形成；
12.计量出口管线，其通过三通电磁阀b分别连通在分离器m的下部、分离器n的下部、计量出口管形成；
13.气路管线，其具有中间辅管；中间辅管一端经电动防爆球阀c连通在分离器m的顶部，另一端经电动防爆球阀d连通在分离器n的顶部；
14.所述中间辅管的中部还经导流管连接在计量出口管上。
15.进一步地，所述的分离器m、分离器n内设有相应的油水界面仪。
16.进一步地，所述的气路管线上，在分离器m、分离器n的顶部各设置有相应的压力变送器；所述分离器m、分离器n的侧面处设置有液位变送器；所述分离器m、分离器n上设置有温度变送器。用于测量液量、温度、压力。
17.进一步地，所述的分离器m、分离器n上设有参数监控仪，参数监控仪经rtu系统将数据远传。参数监控仪，可直观的计量监测油井的液量、气量力等参数。
18.进一步地，通过如下状态形成液体流量计量管线：经三通电磁阀a，让计量进口管与分离器m连通但与分离器n关闭；经三通电磁阀b，让计量出口管与分离器n连通但与分离器m关闭；将电动防爆球阀c开启、电动防爆球阀d关闭，让分离器m经中间辅管、导流管与计量出口管相连通。
19.液体流量计量管线中，油井中的流体经计量进口管、三通电磁阀a进入分离器m内；油井中的流体在分离器内气、液分离；并让气体经气路管线、中间辅管、导流管流至计量出口管排出；通过计算液体在分离器m内的体积与时间，即可获得液体流量情况。
20.此外，在液体流量计量管线中，分离器n内的液体也经计量出口管排出。
21.进一步地，通过如下状态形成气体流量计量管线：经三通电磁阀a，让计量进口管与分离器m连通但与分离器n关闭；经三通电磁阀b，让计量出口管与分离器m连通但与分离器 n关闭；将电动防爆球阀c关闭、电动防爆球阀d开启。
22.气体流量计量管线中，油井中的流体经计量进口管、三通电磁阀a进入到分离器m内；在油井中的流体在分离器m内气、液分离；并让液体经三通电磁阀、计量出口管排出；通过计量气体在分离器内的体积与时间，即可获得气体流量情况。
23.此外，分离器n内的气体，经电动防爆球阀d开启、中间辅管、导流管流至计量出口管排出。
24.进一步地，通过如下状态形成含水计量管线：经三通电磁阀a，让计量进口管与分离器n连通但与分离器m关闭；经三通电磁阀b，让计量出口管与分离器m连通但与分离器n关闭；经电动防爆球阀c关闭、电动防爆球阀d开启，让分离器n经中间辅管、导流管与计量出口管相连通。实现含水计量。
25.含水计量管线中，油井中的流体经三通电磁阀a流入分离器n中，油井中的流体进行气体、水、油的分离，通过油水界面仪测量一定时间内水位的变化情况，即可获得含水情况。
26.进一步地，还包括控制面板，控制面板与相应的阀、相应的参数监控仪电连接，控制面板与rtu系统相连。
27.需要说明的是，本实用适用油井的工况为：1~2.0mpa的中低压；5~100m3/d的中小排量，即液量体积；含水10%~100的中高含水。
28.需要说明的是，本实用的设计思路为：设置两个用于计量的分离器，即分离器m/n；一个计量液量、气量；另一个经过一段时间的液体沉降后，计量油水界面，从而测量含水。两个分离器上分别设置有温度变送器、压力变送器，对气量进行准确换算，两个分离器的流程通过相应的三通电磁阀a/b的开闭、电动防爆球阀c/d开闭来实现。
29.本实用新型具有以下优点：
30.（1）简化一般的三相流量计装置，通过对结构进行设计以及相应阀的开闭，分别形成液体流量计量管线、气体流量计量、含水计量管线，从而实现三种流程监控，降低了成本；
31.此外，本方案还解决了一般的三相流量计装置无法实现每口油井的在线测量的问题；
32.（2）计量出口管线与气路管线之间通过中间辅管、导流管相连的方式，使得这一套连接方式，能够同时实现气体计量、含水计量的作用；结构简单；
33.（3）简单的结构，使得故障率低，且降低了检修难度。
附图说明
34.图1 为本实用新型的结构示意图；
35.图2 为本实用新型另一角度的结构示意图；
36.图3 为本实用新型除去三通电磁阀a、计量进口管后的结构示意图；
37.图4 为计量出口管线与气路管线相连的结构示意图；
38.图5 为计量出口管线的结构示意图；
39.图中：1-分离器m，2-分离器n，3-三通电磁阀a，4-三通电磁阀b，5-计量进口管，6-计量出口管，7-中间辅管，8-导流管，9-压力变送器，10-液位变送器，11-电动防爆球阀c，12-电动防爆球阀d。
具体实施方式
40.下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
41.如图1~图3所示，一种油井自动计量装置，包括分离器m1、分离器n2、计量进口管线、计量出口管线、气路管线，这五者处于不同的开闭状态时形成相应的液体流量计量管线、气体流量计量、含水计量管线。
42.具体地，如图3、图5所示，计量进口管线，通过三通电磁阀a3分别连通在分离器m1的上部、分离器n2的上部、计量进口管5形成。计量出口管线，如图3、图4所示，通过三通电磁阀b4分别连通在分离器m1的下部、分离器n2的下部、计量出口管6形成。气路管线，如图3和图4所示，其具有中间辅管7；中间辅管7一端经电动防爆球阀c11连通在分离器m1的顶部，另一端经电动防爆球阀d12连通在分离器n2的顶部；而中间辅管7的中部还经导流管8连接在计量出口管6上。
43.本实施例中，分离器m、分离器n2内设有相应的油水界面仪。
44.本实施例中，在分离器m1、分离器n2的顶部处设置有相应的压力变送器9，且压力变送器9与气路管线连通。在分离器m1、分离器n2的侧面处设置有液位变送器10。分离器m1、分离器n2上设置有温度变送器。分别用于测量液位、温度、压力。
45.进一步地，在分离器m1、分离器n2上设有其他的参数监控仪，用于监控其他参数，例如气量等常规油井检测参数，这里不一一列举。包括压力变送器、温度变送器、液位变送器10以及其他参数监控仪在内的各参数监控仪，经rtu系统将数据远传。
46.本方案中，通过如下状态形成液体流量计量管线：经三通电磁阀a3，让计量进口管5与分离器m1连通但与分离器n2关闭；经三通电磁阀b4，让计量出口管6与分离器n2连通但与分离器m1关闭；将电动防爆球阀c11开启、电动防爆球阀d12开启，让分离器m1经中间辅管7、导流管8与计量出口管6相连通。
47.液体流量计量管线工作时：
48.a、积液阶段
49.此时，分离器m1的气压管路与计量出口管6连通；
50.当油井中的流体通过计量进口管5、三通电磁阀a3流入到分离器m1中后，该流体进行气、液分离；分离后的气通过电动防爆球阀c11，经中间辅管7、导流管8，从计量出口管6排出；分离后的液体停留在分离器m1内，进行积液；
51.b、计量阶段
52.当分离器m1中的液位积聚到下液位时，计时器开始计时；当分离器m1中的液位积聚到上液位时，计时结束；此时，气体正常排出；
53.此时，计算上下的液位差δh，通过分离器m1的内表面截面积s，即可计算出液体的体积v=δh
·
s，用计算出的液体基体除以时间差δt，即可计算出该油井的液体流量：ql=δh
·
s/δt。
54.本方案中，通过如下状态形成气体流量计量管线：经三通电磁阀a3，让计量进口管5与分离器m1连通但与分离器n2关闭；经三通电磁阀b4，让计量出口管6与分离器m1连通但与分离器 n2关闭；将电动防爆球阀c11关闭、电动防爆球阀d12关闭。（但这种状态，并不持续在整个液体流量计量的过程中，仅仅是计量阶段；在积液阶段，电动防爆球阀c11是开启的）
55.当气体流量计量管线工作时：
56.a、积液阶段
57.当油井中的流体通过计量进口管5、三通电磁阀a3流入到分离器m1中后，该流体进行气、液分离；分离后的气体排出，分离后的液体在分离器m1聚集；此时气体排出，是经电动防爆球阀c11排出至计量出口管6中的；
58.b、计量阶段
59.当液位积聚到上液位时，计时器开始计时；此时，分离器m1的气体管线关闭；那么流体分离后的气体就会在分离器m1内聚集；
60.当分离器m1液位积聚到下液位时，计时结束；
61.此时，算上下的液位差δh，通过分离器m1的内表面截面积s，即可计算出气体的体积v=δh
·
s，用计算出的液体基体除以时间差δt，即可计算出该油井的液体流量：qg=δh
·
s/δt，在通过pvt气态方式，即可计算出标准状况下该油井的气体流量，压力有分离器m1上的压力变送器9提供具体参数，温度由分离器m1上的温度变送器提供参数。
62.本方案中，通过如下状态形成含水计量管线：经三通电磁阀a3，让计量进口管5与分离器n2连通但与分离器m1关闭；经三通电磁阀b4，让计量出口管6与分离器m1连通但与分离器n2关闭；经电动防爆球阀c11关闭、电动防爆球阀d12开启，让分离器n2经中间辅管7、导流管8与计量出口管6相连通。
63.含水计量管线工作时：
64.a、积液阶段
65.油井中的流体，通过三通电磁阀a3进入分离器n2内，该流体分离成水、油、气体；分离后的气体经电动防爆球阀d12从计量出口管6排出；分离后的水、油在分离器n2内积聚；
66.b、计量阶段
67.b1、初始高度计量
68.当分离器n2内积液达到下液位时，关闭分离器m1的流体进入；
69.然后通过三通电磁阀b4让分离器n2的下部与分离器m1的下部连通；由于水、油会自然沉降分层，因此此时水会在下层进入分离器m1内，让分离器n2内的液体自然沉降；
70.通过油水分界面仪测量沉降后的油水界面，以及液位高度；
71.b2、再通过三通电磁阀a3让油井中的流体进入分离器n2，此时分离器n2处于积液状态；
72.当达到上液位时，停止流体进入分离器n2，通过三通电磁阀a3让分离器m1上部、分离器 n2上部连通；
73.当分离器n2自然沉淀一段时间后，再次测量分离器n2内的液位、油水界面的高度；
74.此时计算出油井的体积含水率：
75.。
76.需要说明的是，本方案的控制逻辑为：
77.分离器m1积液：三通电磁阀a3与分离器m1相通、三通电磁阀b4与分离器n2相通，分离器m1的气路管线上电动防爆球阀c11处于打开状态；
78.分离器n2积液：三通电磁阀a3与分离器n2相通、三通电磁阀b4与分离器m1相通，分离器n2的气路管线上电动防爆球阀d12处于打开状态；
79.分离器m1排液：三通电磁阀a3与分离器m1相通、三通电磁阀b4与分离器m1相通，分离器m1的气路管线上电动防爆球阀c11处于关闭状态；
80.分离器n2排液：三通电磁阀a3与分离器m1相通、三通电磁阀b4与分离器n2相通，分离器n2的气路管线上电动防爆球阀d12处于关闭状态；
81.分离器m1沉降阶段：三通电磁阀a3与分离器n2相通、三通电磁阀b4与分离器n2相通，分离器m1的气路管线上电动防爆球阀c11处于开启状态；
82.分离器n2沉降阶段：三通电磁阀a3与分离器m1相通、三通电磁阀b4与分离器m1相通，分离器n2的气路管线上电动防爆球阀d12处于开启状态；
83.需要说明的是，本方案中，控制面板设置在plc控制柜内，控制面板与rtu系统相连。并且在控制面板上还设置有计时器；液位变送器10经控制面板与计时器电连接。
84.需要说明的是，本方案中，液位变送器10、油水界面仪、压力变送器9、温度变送器分别为2个，并且分离器m1、分离器n2分别对应1个。
85.上述实施例仅表达了较为优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。